Koncom staroveku sa rozšírila v Ríme a postupne v ostatnom západnom kresťanstve úcta sv. Cecílie. Maliari často znázorňovali scény z jej životopisov a od 15. storočia si ju osobitným spôsobom uctievajú hudobníci ako svoju patrónku.

Podľa najstaršieho zachovaného životopisu, ktorého pôvod siaha do 5. storočia, Cecília bola mladá rímska kresťanka, zasnúbená s istým pohanom, ktorý sa volal Valerián. Cecília získala svojho snúbenca i jeho brata Tiburcia pre kresťanstvo. Údajne ich pokrstil pápež Urban. Obaja sa stali horlivými kresťanmi a boli za to umučení. Na smrť bola odsúdená aj Cecília. Najprv ju chceli zadusiť alebo azda spáliť v rozpálenom kúpeli v jej vlastnom dome, a keď sa im to nepodarilo, sudca ju rozkázal sťať. Kat jej údajne tri razy zaťal do šije mečom, ale nemohol jej odťať hlavu. Cecília vraj potom ešte žila tri dni, počas ktorých venovala pápežovi Urbanovi svoj dom v rímskom Zátiberí, kde je teraz bazilika sv. Cecílie, aby ho používal na bohoslužby. Podľa životopisu Cecíliu pochovali pri Appijskej ceste, odkiaľ pápež Paschal dal preniesť roku 821 jej pozostatky s ostatkami mučeníkov Valeriána, Tiburcia a Maxima, ako aj pápežov Urbana a Lucia, do jej baziliky v Zátiberí.

Životopis uvádza, že sv. Cecília bola umučená za pápeža Urbana, ktorý spravoval Cirkev v rokoch 222-230. Jestvujú aj iné, odlišné údaje o Čase smrti sv. Cecílie, ale ani jeden z nich sa nedá historicky overiť.

Je však isté, že v 5. storočí jestvoval v Ríme titulárny kostol, nesúci Cecíliino meno. Mená v názvoch titulárnych kostolov (titulus Pudentis, titulus Caeciliae a pod.) boli obyčajne menami osôb, ktoré založili tieto kostoly. Často to boli ich rodinné domy, ktoré venovali na bohoslužobné ciele. Zachoval sa neúplný nápis z konca 4. storočia, podľa ktorého už v tom čase bol v Ríme kostol zasvätený sv. Cecílii. Pri podpisoch dokumentov Rímskej synody z roku 499 dvaja kňazi uviedli názov svojho kostola "titulus Caeciliae". O sto rokov neskôr (r. 595) sa objavuje pri synodálnych podpisoch názov "titulus sanctae Caeciliae". Podobná zmena sa prejavila pri niekoľkých ďalších názvoch: jednoduché meno zakladateľa kostola sa zmenilo na meno svätca. Niektorí historici si to vysvetľujú tak, že sa tu v názve kostola spojili rovnaké mená dvoch rozdielnych osôb. V prípade zátiberskej baziliky sv. Cecílie by to znamenalo, že ide o kostol, ktorý venovala Cirkvi nábožná kresťanka menom Cecília a v ktorom sa neskôr začala uctievať rímska mučenica tohto istého mena.

Najstaršia zmienka o liturgickej úcte sv. Cecílie je v životopise pápeža Vigila. V ňom sa uvádza, že pápeža na rozkaz cisárovnej Teodory zajali v zátiberskej bazilike sv. Cecílie 22. novembra 545, keď tam konal bohoslužby vo výročitý deň jej smrti. To znamená, že v tom čase bol kostol už iste zasvätený sv. Cecílii a že sa tam slávil jej sviatok 22. novembra, ako sa slávi doteraz.

Ako sme už spomenuli, sv. Cecília sa uctieva aj ako patrónka hudobníkov. Táto úcta je neskoršieho dáta. Je dokázateľná až do 15. storočia, a to na základe zmienky v jej životopise, že kým pri jej svadobnej slávnosti hral organ, ona v srdci spievala iba Bohu: "cantantibus organis in corde suo soli Domino decantabat". Tento text sa v menšej obmene dostal aj do liturgických antifón a umožnil tak spojiť rímsku mučeníčku so svetom spevu a hudby.